MPK级联途径在UV-B辐射诱导拟南芥气孔关闭中的作用及其与过氧化氢、一氧化氮和乙烯之间的相互关系研究

基本信息
批准号:31170370
项目类别:面上项目
资助金额:59.00
负责人:贺军民
学科分类:
依托单位:陕西师范大学
批准年份:2011
结题年份:2015
起止时间:2012-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:佘小平,俞嘉宁,马引利,张莹,马鲜歌,雷雪,朱艳
关键词:
乙烯UVB辐射MPK信号级联途径过氧化氢一氧化氮
结项摘要

臭氧层减薄导致的紫外线B(UV-B)辐射增强是当今人类面临的全球性重大环境问题之一。前人关于UV-B辐射对植物的影响已进行了大量研究,但对植物感应UV-B辐射的信号传导机制研究较少,特别是关于促分裂原活化蛋白激酶(MPK)信号级联途径在UV-B信号传递中的作用研究更少。本项目拟以模式植物拟南芥为材料,以保卫细胞气孔运动为研究对象,结合分子生物学、遗传学、细胞生物学和生物化学的研究方法和手段,首先确定参与UV-B辐射诱导气孔关闭的AtMPK激酶(AtMEK)的种类;然后,研究在UV-B辐射下与各种AtMEK相互作用的AtMPKs,建立参与UV-B辐射信号转导的各种MPK信号级联途径;最后,研究不同MPK信号级联途径分别与过氧化氢、一氧化氮和乙烯之间的相互关系。该研究不仅有助于人们深入理解UV-B辐射的信号传导机制,而且有助于进一步阐明不同刺激下MPK信号级联途径与其它信号分子之间的复杂关系。

项目摘要

近年来,虽然植物细胞响应UV-B辐射的信号转导机制的研究已取得很大进展,但关于促分裂原活化蛋白激酶(MPK)信号途径在UV-B辐射信号传递中的作用却研究较少。本项目以拟南芥为材料,主要研究了MPK信号途径、异三聚体G蛋白、乙烯信号转导组分、胞质碱化和磷脂酰肌醇3-磷酸(PI3P)在UV-B诱导气孔关闭中的作用及其与过氧化氢(H2O2)和一氧化氮(NO)之间的相互关系。结果表明:UV-B辐射一方面活化了MPK蛋白磷酸酶MKP1,另一方面依赖于NADPH氧化酶途径来源的H2O2以及MEK1,MEK3和MEK4活化了MPK3和MPK6;MEK1/3/4和MPK6作为正调节因子参与了UV-B诱导的气孔关闭,其作用是介导UV-B辐射下H2O2诱导保卫细胞Nia1途径来源的NO生成;UV-B活化的MKP1通过促使其靶蛋白MPK6的失活而负调节UV-B诱导的保卫细胞NO生成以及气孔关闭。同时,本项目研究也表明异三聚体G蛋白α亚基GPA1、乙烯受体ETR1、ERS1和EIN4、铜离子转运体RAN1、乙烯信号转导组分CTR1、EIN2、EIN3和ARR2、胞质碱化和PI3P均参与了UV-B诱导的气孔关闭,它们的关系是乙烯、GPA1、胞质碱化和PI3P均作用于H2O2的上游,GPA1作用于RAN1、ETR1、ERS1、EIN4和CTR1的下游和H2O2的上游,而EIN2、EIN3和ARR2的作用在H2O2的下游和NO的上游。因此,本项目表明UV-B诱导气孔关闭的信号转导途径是:UV-B首先诱导乙烯和PI3P生成及胞质碱化,乙烯在RAN1的介导下与其受体ETR1、ERS1和EIN4结合导致CTR1失活,CTR1的失活活化了GPA1,活化的GPA1诱导NADPH氧化酶途径来源的H2O2产生,H2O2依赖于MEK1/3/4和MPK6组成的级联途径以及乙烯受体ETR1和ERS1和乙烯信号转导组分EIN2、EIN3和ARR2诱导保卫细胞NO产生进而诱导气孔关闭;另一方面,UV-B通过活化MKP1而负调节UV-B诱导的气孔关闭从而使UV-B辐射下气孔开度处在适宜的水平。本项目的研究结果将有助于人们深入认识MPK信号级联途径、异三聚体G蛋白、乙烯信号转导组分、胞质碱化、PI3P、H2O2和NO在植物细胞响应UV-B辐射信号中的作用及其相互关系。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DNAgenie: accurate prediction of DNA-type-specific binding residues in protein sequences

DNAgenie: accurate prediction of DNA-type-specific binding residues in protein sequences

DOI:10.1093/bib/bbab336
发表时间:2021
2

基于腔内级联变频的0.63μm波段多波长激光器

基于腔内级联变频的0.63μm波段多波长激光器

DOI:10.3788/CJL201946.0801003
发表时间:2019
3

黄曲霉毒素B1检测与脱毒方法最新研究进展

黄曲霉毒素B1检测与脱毒方法最新研究进展

DOI:10.3969/j.issn.1000-4440.2021.03.031
发表时间:2021
4

Quasispecies characteristic in "a" determinant region is a potential predictor for the risk of immunoprophylaxis failure of mother-to-child-transmission of sub-genotype C2 hepatitis B virus: a prospective nested case-control study.

Quasispecies characteristic in "a" determinant region is a potential predictor for the risk of immunoprophylaxis failure of mother-to-child-transmission of sub-genotype C2 hepatitis B virus: a prospective nested case-control study.

DOI:doi: 10.1136/gutjnl-2019-318278
发表时间:2019
5

Interferon-based treatment is superior to nucleos(t)ide analog in reducing HBV-related hepatocellular carcinoma for chronic hepatitis B patients at high risk

Interferon-based treatment is superior to nucleos(t)ide analog in reducing HBV-related hepatocellular carcinoma for chronic hepatitis B patients at high risk

DOI:10.1080/14712598.2018.1518423
发表时间:2018

相似国自然基金

1

UV-B辐射诱导拟南芥气孔关闭过程中UVR8信号通路成员和乙烯信号转导组分之间的相互关系的研究

批准号:31570397
批准年份:2015
负责人:贺军民
学科分类:C0303
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
2

拟南芥CNGC5和CNGC6在ABA诱导的气孔关闭信号途径中的功能研究

批准号:31300224
批准年份:2013
负责人:任慧敏
学科分类:C0206
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
3

硫化氢在乙烯诱导气孔关闭过程中的调控机制

批准号:31170237
批准年份:2011
负责人:刘新
学科分类:C0205
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

H2O2和NO在ABA诱导气孔关闭中的作用

批准号:30270689
批准年份:2002
负责人:张骁
学科分类:C0702
资助金额:20.00
项目类别:面上项目